CN110391920B - 一种网络切片管理方法和装置、及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种网络切片管理方法和装置、及设备；该方法包括：获取物理拓扑内的全部节点对；获取每个节点对对应的时延映射路径树；根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源。通过本发明的方案，将网络资源分为多个时延切片资源，每个时延切片上都可运营对应SLA等级的业务连接，当用户需要在对应的时延切片上运营业务时，只需开通对应虚拟节点对的直连虚链路即可，不需要进行再次算路，从而降低了操作复杂度、提高了运营智能化。

Description

一种网络切片管理方法和装置、及设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤指一种网络切片管理方法和装置、及设备。

背景技术

未来5G网络业务对时钟精度、时延、可靠性等性能指标都有了更高的要求：时钟精度达到纳秒级，时延要求到微秒级。为满足带宽、时延和可靠性等业务需求，涌现出了uRLLC、mMTC、和eMBB等服务理念，而传统的QoS策略已经不能应对上述需求。网络切片技术可以给不同的业务分配不同的网络资源，在一个独立的物理网络上切分出多个逻辑的网络，进而根据切片的SLA(Service-Level Agreement，服务等级协议)等级，实现资源的预分配、预优化，对不同切片上业务的带宽、时延等进行精确控制，以实现对网络资源的充分和有效利用。

作为5G系统组网架构中的重要组成部分，OTN(Optical Transport Network，波长级交换能力的光传送网络)光传送网通常被考虑部署在5G的中传和回传网上，如何通过对OTN网络切片，以满足5G业务更高的性能要求，是OTN满足5G组网要求的关键技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种网络切片管理方法和装置、及设备，能够通过OTN网络切片满足5G业务更高的性能要求。

本发明提出了一种网络切片管理方法，所述方法包括：

获取物理拓扑内的全部节点对；

获取每个节点对对应的时延映射路径树；

根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源。

本发明还提出了一种网络切片管理装置，所述装置包括：

节点对确定单元，用于获取物理拓扑内的全部节点对；

路径树确定单元，用于获取每个节点对对应的时延映射路径树；

切片资源获取单元，用于根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源。

本发明还提出了一种设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明提供的任一网络切片管理方法的处理。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括：获取物理拓扑内的全部节点对；获取每个节点对对应的时延映射路径树；根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源。通过本发明的方案，将网络资源分为多个时延切片资源，每个时延切片上都可运营对应SLA等级的业务连接，当用户需要在对应的时延切片上运营业务时，只需开通对应虚拟节点对的直连虚链路即可，不需要进行再次算路，从而降低了操作复杂度、提高了运营智能化。

附图说明

下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。

图1为本发明实施例提供的网络切片管理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的OTN网络无向物理拓扑图举例；

图3为基于图1产生的可提供用户服务的OVPN拓扑示意图；

图4为本发明实施例基于时延映射路径树获取的时延切片的示意图；

图5为本发明实施例提供的网络切片管理装置的结构组成示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的各种方式可以相互组合。

参见图1，本发明提出了一种网络切片管理方法，所述方法包括：

步骤110，获取物理拓扑内的全部节点对；

步骤120，获取每个节点对对应的时延映射路径树；

步骤130，根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源。

其中，步骤110中，节点对包括互为对端的两个节点，两个节点之间通过物理路径可达。两个节点之间的物理路径可能包括一段物理物理，也可能包括多段物理路径。

所述获取物理拓扑内的全部节点对包括：

通过遍历算法获取物理拓扑内的全部节点。

本发明实施例中，所述获取每个节点对对应的时延映射路径树包括：

获取节点对中互为对端的两个节点之间可达的所有时延路径，以及时延路径对应的时延，从而构成所述时延映射路径树；所述时延映射路径树包括时延路径与时延之间的对应关系；

时延路径对应的时延为时延路径中包括的各段物理路径的时延的累加值。

本发明实施例中，所述根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源包括：

根据时延映射路径树中时延路径与时延之间的对应关系，选择时延映射路径树中符合预定时延范围的时延路径；

根据选择的时延路径，构造对应的时延切片。

本发明实施例中，预定时延范围被设置为SLA的时延等级数目对应的时延区间。

本发明实施例中，在所述构造对应的时延切片之后，还包括：

为时延切片上的虚链路分配网络资源，从而完成网络切片资源的设置。

本发明提出了一种网络切片管理方法，通过该网络切片管理方法能够提高网络切片的性能，网络切片技术具有众多优势，主要在于：

定制化服务——用户通过对切片策略的编辑与定义，获得期望的定制化服务；和传统的服务请求下发信息相比，定制化服务轮廓更加明确具体；

SLA等级明确——根据更加明确、更加具体的SLA等级提供对应的定制化服务；服务提供者与使用者双方的责权利更加明确，有效提高客户黏度；

精细管控——在独立的物理网络上切分出多个逻辑网络片，实现对不同切片上的时延等资源进行精确化管控；服务提供更加智能化、自然语言化，用户只需告知SLA的切片策略、片上资源量，剩余工作由控制器完成；通过切片，实现对资源有效的逻辑隔离，增强网络安全性；

扩大盈利——通过切片技术细化并丰富增值服务的种类，从而扩大盈利空间：通过SLA等级的划分，为SLA等级高的用户预留优质的网络资源，避免资源被低优先级用户提前抢占，保证并提高了运营商的有效收益；同时根据切片SLA等级，满足不同客户群体的要求，实现了网络运营对客户群体的全覆盖。

下面结合一个具体的实施场景进行说明。

下面结合图2所示的物理拓扑来说明本发明实施例提供的网络切片管理方法，如图2所示，物理拓扑中包括节点A、节点B、节点C、节点D、节点E这5个节点，相邻节点的连接关系和时延如图2所示；

本发明实施例提供的网络切片管理方法包括：

步骤210，获取物理拓扑内的全部节点对；

为了区分真实的物理链路，节点对采用的节点用上标表示，例如节点用A′表示，或A〃表示，等等。

具体地，如表1所示，节点对包括：

A′ B′	A′ B′	A′ D′	A′ E′	B′ C′
					B′ D′	B′ E′	C′ D′	C′ E′	D′ E′

表1物理拓扑内的全部节点对

获取全部节点对之后可以确定OVPN(Optical Virtual Private Network，光虚拟专用网络)拓扑，OVPN拓扑包括全部节点对的对应关系，如图3所示，为图2所示的物理拓扑基础上获取的OVPN拓扑

步骤220，获取每个节点对对应的时延映射路径树；

步骤220包括：

步骤221：获取节点对中互为对端的两个节点之间可达的所有时延路径，以及时延路径对应的时延；

例如，对于节点对A′ B′来说，节点A和B之间可达的所有时延路径包括3条：

A-B、A-C-E-D-B、A-E-D-B；

三条时延路径对应的时延如表2所示：

时延路径	时延
		A-B	25us
A-C-E-D-B	31us
		A-E-D-B	23us

表2时延路径和对应的时延

步骤222，根据步骤221中的方法确定全部节点对对应的时延路径，以及时延路径对应的时延，从而获取如下的时延映射路径树；

时延映射路径树：

A′B′：A——B(25us)；A——C——E——D——B(31us)；A——E——D——B(23us)；

A′C′：A——C(12us)；A——E——C(16us)；A——B——D——E——C(44us)；

A′D′：A——B——D(31us)；A——C——E——D(25us)；A——E——D(17us)；

A′E′：A——C——E(18us)；A——E(10us)；A——B——D——E(38us)；

B＇D＇：B——D(6us)；B——A——E——D(42us)；B——A——C——E——D(50us)；

B＇E′：B——D——E(13us)；B——A——E(35us)；B——A——C——E(43us)；

B′C′：B——A——C(37us)；B——A——E——C(41us)；B——D——E——C(19us)；

C＇E＇：C——E(6us)；C——A——E(22us)；C——A——B——D——E(50us)；

C′D′：C——A——B——D(43us)；C——E——D(13us)；C——A——E——D(29us)；

D′E′：D——E(7us)；D——B——A——C——E(49us)；D——B——A——E(41us)；

步骤230，根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源。

步骤230包括：

步骤231、依照每个SLA等级要求的时延范围，构造对应的时延切片——遍历每个虚拟节点对间的时延映射路径树，并挑选出满足该片时延要求的物理路径；

如图4所示，时延范围包括：小于25us、25us-40us，以及大于40us；根据上述三个时延范围，构造的三个时延切片如图4所示，例如对于小于25us的SLA等级，从节点对A′B′之间的3条时延路径中选出时延小于25us的时延路径，最后选择的时延路径为A-E-D-B，依次选择各个节点对之间满足时延范围的时延路径，最后获取图4右上部所示的时延切片。

本发明实施例中，根据SLA的时延等级数目对应的时延区间，确定切片数目。例如，SLA的时延等级对应的时延区间为3个，则将切片数目确定为3个。本发明实施例中，以构造3个时延切片为例进行了说明，此外，也可以根据不同的SLA等级要求的时延范围，构造其他数目的时延切片，例如，构造2个时延切片，或者构造4个时延切片等。

步骤232、记录每个时延切片上的每条虚拟直连链路对应的物理路径，构成满足该切片时延要求的时延映射路径表。

步骤233、按照切片的SLA等级和资源使用要求，依次为每片上的虚链路分配时隙、波长、频谱等网络资源，形成该时延切片的“切片厚度”。

至此，整个网络资源将被分为多个时延切片资源，在每个时延切片上都可运营对应SLA等级的业务连接。当用户在对应的时延切片上运营业务时，只需开通对应虚拟节点对的直连虚链路即可，毋须进行再次算路，从而降低了操作复杂度、提高了运营智能化。

此处的物理链路、时延片链路、业务连接均考虑为双向的情况。

基于与上述实施例相同或相似的构思，本发明实施例还提供一种网络切片管理装置，参见图5，本发明提出的一种网络切片管理装置包括：

节点对确定单元10，用于获取物理拓扑内的全部节点对；

路径树确定单元20，用于获取每个节点对对应的时延映射路径树；

切片资源获取单元30，用于根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源。

本发明实施例中，所述节点对确定单元10获取物理拓扑内的全部节点对包括：

通过遍历算法获取物理拓扑内的全部节点；

其中，节点对包括互为对端的两个节点，节点对中的两个节点之间通过物理路径可达。

本发明实施例中，所述路径树确定单元20获取每个节点对对应的时延映射路径树包括：

获取节点对中互为对端的两个节点之间可达的所有时延路径，以及时延路径对应的时延，从而构成所述时延映射路径树；所述时延映射路径树包括时延路径与时延之间的对应关系；

其中，时延路径对应的时延为时延路径中包括的各段物理路径的时延的累加值。

本发明实施例中，所述切片资源获取单元30根据获取的时延映射路径树，设置预定时延范围对应的网络切片资源包括：

根据时延映射路径树中时延路径与时延之间的对应关系，选择时延映射路径树中符合预定时延范围的时延路径；

根据选择的时延路径，构造对应的时延切片。

本发明实施例中，所述切片资源获取单元30在所述构造对应的时延切片之后，还用于：

为时延切片上的虚链路分配网络资源，从而完成网络切片资源的设置。

基于与上述实施例相同或相似的构思，本发明实施例还提供一种设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例提供的任一网络切片管理方法的处理。

本发明实施例提供的设备可以是软件定义网络SDN或者软件定义光网络SDON。

需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种网络切片管理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取物理拓扑内的全部节点对，其中，节点对包括互为对端的两个节点，节点对中的两个节点之间通过至少一条时延路径可达，一条时延路径包括至少一段物理路径，物理路径为物理拓扑内连接相邻节点的路径；

获取每个节点对对应的时延映射路径树，其中，时延映射路径树包括节点对中的两个节点之间的各条时延路径与时延的对应关系；

根据获取的时延映射路径树，设置多个预定时延范围对应的网络切片资源，其中，每个预定时延范围对应的网络切片包括各个节点对之间满足对应的预定时延范围的各条时延路径。

2.根据权利要求1所述的网络切片管理方法，其特征在于，

获取物理拓扑内的全部节点对包括：

通过遍历算法获取物理拓扑内的全部节点；

其中，节点对包括互为对端的两个节点，节点对中的两个节点之间通过物理路径可达。

3.根据权利要求1所述的网络切片管理方法，其特征在于，

所述获取每个节点对对应的时延映射路径树包括：

获取节点对中互为对端的两个节点之间可达的所有时延路径，以及时延路径对应的时延，从而构成所述时延映射路径树；所述时延映射路径树包括时延路径与时延之间的对应关系；

其中，时延路径对应的时延为时延路径中包括的各段物理路径的时延的累加值。

4.根据权利要求3所述的网络切片管理方法，其特征在于，

所述根据获取的时延映射路径树，设置多个预定时延范围对应的网络切片资源包括：

根据时延映射路径树中时延路径与时延之间的对应关系，选择时延映射路径树中符合预定时延范围的时延路径；

根据选择的时延路径，构造对应的时延切片。

5.根据权利要求4所述的网络切片管理方法，其特征在于，在所述构造对应的时延切片之后，还包括：

为时延切片上的虚链路分配网络资源，从而完成网络切片资源的设置。

6.一种网络切片管理装置，其特征在于，所述装置包括：

节点对确定单元，用于获取物理拓扑内的全部节点对，其中，节点对包括互为对端的两个节点，节点对中的两个节点之间通过至少一条时延路径可达，一条时延路径包括至少一段物理路径，物理路径为物理拓扑内连接相邻节点的路径；

路径树确定单元，用于获取每个节点对对应的时延映射路径树，其中，时延映射路径树包括节点对中的两个节点之间的各条时延路径与时延的对应关系；

切片资源获取单元，用于根据获取的时延映射路径树，设置多个预定时延范围对应的网络切片资源，其中，每个预定时延范围对应的网络切片包括各个节点对之间满足对应的预定时延范围的各条时延路径。

7.根据权利要求6所述的网络切片管理装置，其特征在于，

所述节点对确定单元获取物理拓扑内的全部节点对包括：

通过遍历算法获取物理拓扑内的全部节点；

其中，节点对包括互为对端的两个节点，节点对中的两个节点之间通过物理路径可达。

8.根据权利要求6所述的网络切片管理装置，其特征在于，

所述路径树确定单元获取每个节点对对应的时延映射路径树包括：

获取节点对中互为对端的两个节点之间可达的所有时延路径，以及时延路径对应的时延，从而构成所述时延映射路径树；所述时延映射路径树包括时延路径与时延之间的对应关系；

其中，时延路径对应的时延为时延路径中包括的各段物理路径的时延的累加值。

9.根据权利要求8所述的网络切片管理装置，其特征在于，

所述切片资源获取单元根据获取的时延映射路径树，设置多个预定时延范围对应的网络切片资源包括：

根据时延映射路径树中时延路径与时延之间的对应关系，选择时延映射路径树中符合预定时延范围的时延路径；

根据选择的时延路径，构造对应的时延切片。

10.根据权利要求9所述的网络切片管理装置，其特征在于，所述切片资源获取单元在所述构造对应的时延切片之后，还用于：

为时延切片上的虚链路分配网络资源，从而完成网络切片资源的设置。

11.一种设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一权项所述的方法的处理。

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